el rol del potasio en la producción agricola -...

El rol del Potasio en la Producción Agricola

Dr. Ricardo Melgar INTA

Ing. Hillel Magen IPI

Dra. Patricia Imas IPI

Esta Presentacion

• Historia del Potasio

• Potasio = Calidad – Efectos reconocidos

• Flexibilidad. Los 4 Correctos: – Momento - Dosis – Fuente- Colocación

• K en formulaciones

– Mezclas- Compuestos – Complejos

• K y el ambiente

El potasio en la historia: Descubrimiento del Potasio 1807

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

1807 1857 1907 1957 2007

'000

mt

K2O

1807 - Sir Humphry

Davy, un químico

ingles, presento sus

descubrimientos del

potasio metálico en la

Royal Society of

London.

Aniño

La teoría de la nutrición mineral de las plantas 1828

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

1807 1857 1907 1957 2007

'000

mt

K2O

1828 – Sprengel publica

un trabajo de química

de suelos y de nutrición

mineral de plantas; es

en esencia, la ‘Ley del

Mínimo’, Londres.

Año

Ley del Mínimo (1840); primeras ventas de Potasa (1880)

69 122 304

858 914

1331

2800

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

1807 1857 1907 1957 2007

'000

mt

K2O

1840 – Liebig publica su libro

sobre la ‘Ley del Mínimo’

1843 – Primeros experimentos de

campo en Inglaterra (Rothamsted)

Año

Source: Cowie, G.A. 1951.

1880

Fijación del Nitrógeno : la revolución

69 122 304

858 914

1331

2800

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

1807 1857 1907 1957 2007

'000

mt

K2O

Año


1907 – Invención de la fijación de

N2 a NH3 (Haber Bosch)

La Revolución Verde ya pasó. Que viene ahora?

69 122 304

858 914

1331

2800

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

1807 1857 1907 1957 2007

'000

t K

2O

Año


1914 – 2009 – Norman Borlaug:

Revolucion Verde

8

• Proveen uno de los tres macronutrientes esenciales para la vida de las plantas y la sostenibilidad de la producción de cultivos:

» Nitrógeno

» Fósforo

» Potasio

• Los fertilizantes potásicos son seguros:

• no inflamables

• no explosivo s

• no combustibles

• son productos naturales

Productos fertilizantes potásicos

• La duplicación de la producción global de alimentos en los últimos 35 años fue lograda por los grandes aumentos en la fertilización con nitrógeno (N) , fosforo (P) y potasio (K) (Tilman et al., 2002. Science V. 418).

• En los experimentos de campo a lo largo de la historia y del mundo, se ha demostrado que con un suministro adecuado de potasio y mejor manejo de nitrógeno, la eficiencia de uso del nitrógeno aumenta significativamente, y consecuentemente se reduce la deposición de N al ambiente.

Importancia agronómica del potasio

Contribución de los fertilizantes a la producción agrícola en el mundo

49%

61% 63% 66%

76%

82%

64%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Re

nd

imie

nto

de

tri

go a

trib

uib

le a

la

fert

iliza

ció

n c

on

NP

K

Broadbalk Experiment Rothamstead, Inglaterra

The Magruder Plots – Oklahoma

St. University

1892 - 40%

The Sanborn Field – University of

Missoury

1888 - 62 %

The Morrow Plots – Univ. of Illinois

1876 - 57 %

0

20

40

60

80

100

120

1961/62 1971/72 1981/82 1991/92 2001/02 2011/12

Mil

lon

es t

nu

trie

nte

s

Año

N

P2O5

K2O

Consumo de N, P and K 1960-Hoy

Source: FAOSTAT and IFA

Consumo de K desde 1960 a hoy: 2 eras pero tendencias similares

0

5

10

15

20

25

30

35

1961/62 1971/72 1981/82 1991/92 2001/02 2011/12

Mill

on

es d

e t

nu

trie

nte

s


4.4% pa 3.2 % pa

POTASIO

• 1-4 % del peso seco de la planta

• Funciones

– Regulación de la presión osmótica

– Regulación de > 60 sistemas enzimáticos

– Colabora en la fotosíntesis

– Promueve la translocación de fotosintatos

– Regula la apertura de los estomas y el uso del agua

– Promueve la absorción de N y la síntesis de proteínas

• Absorción: catión potasio K+

• Adsorbido a la fracción coloidal del suelo, con limitada movilidad

• Reconocido por su efecto de reducir el riesgo de enfermedades y otros estreses

• Valioso en la producción de hortalizas para consumo en fresco adonde el consumidor espera una apariencia atractiva y saludable

• Productos adonde la acumulación de compuestos vinculados a la calidad del producto (% azúcar en caña, % almidón en papa)

Algunas cualidades reconocidas

• Fotosíntesis (Coloración de hortalizas de hoja, Uniformidad de maduración)

• Tasa de crecimiento • Síntesis de aminoácidos y proteínas • Síntesis y translocación de carbohidratos (% azucares) • Desarrollo de lignina y celulosa (tallos firmes y

resistencia al vuelco, mejor duración en góndolas) • Resistencia a enfermedades y plagas • Crecimiento radicular • Tolerancia a la sequia (regulación osmótica de abertura

de estomas)

BET DAGAN, ISRAEL A.R.O.1996

+ K

Nitrógeno N 290 kg/ha

Fosforo P2O5 50 kg/ha

Potasio K2O 200 kg/ha

- K

Nitrógeno N 290 kg/ha

Fosforo P2O5 50 kg/ha

Potasio K2O 0 kg/ha

Cítricos: Mayor tamaño y mas calidad visual

Efecto del K sobre el tamaño de pomelos

Perondi, M. 2004. INTA Yuto, Jujuy

• Tradicional: 50 g N /año /árbol. Sin K

• ClK: 100g N & K/ /año /árbol

• Sulpomag: 100g N & K /año /árbol

0

50

100

150

200

250

300

Sulpomag ClK Tradicional Testigo

kg

fru

ta /

Pla

nta

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Sulpomag ClK Tradicional Testigo

Nº

fru

tos/

Pla

nta

< 85 mm > 85 mm

VARIEDAD: Henninger’s Ruby PORTAINJERTO: Mandarino Cleopatra EDAD: 13 Años

El potasio acelera el flujo de los asimilatos

Flujo de Savia en el floema Flujo de Savia en el floema

Alto K

Bajo K

- K

+ K

Tomates: Mejor color y textura

+ K

- K

IPI East Europe

K MEJORA LA APARIENCIA Y

COLOR DE FRUTOS

El potasio aumenta la síntesis de pigmentos carotenoides, especialmente el

licopeno que es el que le da el color rojo a los frutos del tomate

El potasio reduce la incidencia de desordenes fisiológicos que afectan la

calidad comercial del tomate como locus vacio, Complejo de manchas en la

madurez , paredes grisaceas, areas doradas, y reverdecimiento en la base

Sin K

Con K

+ K - K

+ K - K

+ K - K

+ K - K

IPI EAST EUROPE

Hortalizas: mayor producción y de mejor calidad

K Color y aroma de frutos

K La vida en góndola

K Almacenamiento y transporte

K Vitaminas, proteínas, almidón, aceite, etc.

K Tamaño y uniformidad de frutas, tubérculos

K Las marcas y grietas en frutos

POTASIO: FUNCIONES Y EFECTOS

FOTOSINTESIS Color de hortalizas de hoja (color verde

‘sano’) Uniformidad de maduración Tasa de crecimiento

SINTESIS DE AMINOACIDOS Y PROTEINAS

Calidad de alimentos

SINTESIS DE CARBOHIDRATOS Y TRANSLOCACION

Contenido de azucares Mejor aroma y sabor

LIGNINA y CELULOSA Tallos firmes y fuertes Resistencia a los golpes y

descomposición física Prolongación de la vida de estante

RESISTENCIA A PLAGAS Y ENFERMEDADESEpidermis mas gruesa Menos marcas Mejor calidad comercializable Menos desperdicio

CRECIMIENTO RADICULAR Mejor absorción de nutrientes Mejor uso del agua del suelo Raíces mas vigorosas

Tejido de origen Tejido de destino Puntos de crecimiento & reproductivos

Cuerpo principal de la planta

Tejido radicular

El K mantiene el balance hídrico

• Las células guardianas controlan la transpiración de

la planta, a través de la apertura y cierre de los

estomas

• Regulación del contenido hídrico y ajuste a las

condiciones climáticas (resistencia a la sequia)

cierre de estomas

apertura de estomas

El potasio mejora la eficiencia del uso del agua

Concentración de K en la solución nutritiva (meq K /litro)

0.2 1.0 5.0

Peso raíces de remolacha azucarera (g/planta)

392 602 647

Agua total consumida por el cultivo (litros)

27.8 27.7 27.2

Eficiencia de uso (g agua/g de raíz)

71 46 42

El potasio mejora la fijación de N

N2 marcado absorbido por plantas a través de los nódulos de las raíces (g 15N/planta/12 hrs)

Numero de nódulos por planta Peso fresco por nódulo (mg)

Asimilación de N atmosférico por plantas de poroto

Concentración de K En la solución (meq/l)

El potasio mejora la fijación de N

K0 = 58.3 Fijación de N , kg N/ha

Efecto del K = + 127.8

Cantidad de N contenido en el forraje (Promedio anual de 5 años , kg/ha)

Tratamiento de K2O kg/ha/año

0 300

Alfalfa + Gramínea 54.8 192.5

Trébol + Gramínea 61.8 179.7

Promedio 58.3 186.1

Efecto de aplicación de potasio en el numero y peso de nódulos de soja

e-ifc No. 26; March 2011; http://www.ipipotash.org/en/eifc/2011/26/3#t1

Error bars represent CD at P=0.05.

http://www.ipipotash.org/en/eifc/2011/26/3

0

10

20

30

40

50

60

70

Numero de Nodulos Peso de Nodulos, mg

0

21

43

64

86

107

K2O aplicado, kg/ha

Grewal and Williams, 2002 (Australia)

La Fertilización Potásica Aumenta la Actividad de los Nódulos en Alfalfa

Las mejores practicas de manejo de fertilizantes

• El momento, la fuente y la dosis de aplicación, y la forma de localizar los fertilizantes correctamente son manejados en un marco para alcanzar los objetivos económicos, sociales y ambientales de desarrollo sostenible

El potasio es el mas flexible de los nutrientes para lograr los 4C

• Localización – En bandas – Al voleo en cobertura – Fertirriego – Foliar

• Momento – Al cultivo anual – Durante el ciclo de desarrollo de la estación – En la rotación

• Fuente – Variedad de precios y nutrientes acompañantes

• Dosis – Fácilmente determinable por análisis de suelos – Sin dificultades en la calibración – – No tiene impacto ambiental negativo con sobredosis – Regulación en el suelo según contenido de arcilla y materia orgánica

Modos de aplicación

– En bandas

– Al voleo en cobertura

– Fertirriego

– Foliar

Momento de aplicación

Momento Observaciones

– Al cultivo anual

– Durante el ciclo de desarrollo de la estación

– En la rotación

• El K se absorbe durante todo el ciclo del cultivo ya que tiene una gran variedad de funciones fisiológicas

• El suelo puede almacenarlo en sus sitios de intercambio y disponerlo para el cultivo siguiente de la rotación

Absorción

cultivo

Lavado

Solución suelo Intercambiable No-

Intercambiable Mineral

Fertilizante potásico

K K K K

K K K K

K+

K

K

K

K

- - - - K+ K+ K+

K K+ K K

DISPONIBILIDAD

RAPIDA

NO

DISPONIBLE

DISPONIBILIDAD

LENTA

K K K

Minerales primarios

(micas, feldespatos) Minerales de arcilla

(illita, vermiculita, etc.)

Inte

rla

min

ar

(K fija

do

, a

tap

ad

o)

Posiciones de intercambio

(K adsorbido)

K estructural

Solución del suelo

(disuelto)

mineralización

desorcion

adsorción 5-20 kg K/ha 50-500 kg K/ha

1000-2000 kg K/ha 10000-100000

kg K/ha

CLORURO DE POTASIO (60 % K2O)

NITRATO DE POTASIO (44-46% K2O 13 % N)

SULFATO DE POTASIO (50% K2O – 18 % S)

Fertilizante Grado Fórmula Otros

nutrientes

Cloruro de potasio 0 – 0 – 60 KCl 46 % Cl

Nitrato de potasio 13 – 0 – 46 KNO3 13 % N

Sulfato de potasio 0 – 0 – 50 K2SO4 18 % S

Sulfato de potasio y magnesio (K-Mag)

0 – 0 - 22 K2SO4. MgSO4

22%S-11% Mg

Tiosulfato de potasio 0 – 0 – 25 K2S2O3 17 % S

Monofosfato de potasio 0 – 52 – 34 KH2PO4 52 % P2O5

Líquido

Dosis de aplicación

– Dosis predecibles en abundantes calibraciones de casi todos los cultivos y tipos de suelos (bajo efecto del tipo de extractante)

– Regulación en el suelo según contenido de arcilla y materia orgánica

– En general respuestas lineales, proporcionales a la extracción por los productos de cosecha

– No tiene impacto ambiental negativo sobre la calidad del agua potable natural ni hay evidencias de inducir eutrofización en ríos y lagos.

Efecto lineal en el rinde

Cultivo Kg producto/ kg K2O Referencia

Maíz 2.9 – 9.2 FAO - > 3000 ensayos

Caña de azúcar 100 - 120 (Caña) 5 - 6 (Azúcar)

Cooke & Getting, 1978

Arroz 4.1 - 10.5 FAO - > 5000 ensayos

Café 3.6 - 5.7 Uribe-Henao, 1976

Cítricos 110 – 130 Hiroce, 1984

Algodón 7.2 FAO - 71 ensayos

Banana 33 – 40 Rodriguez Gomez

Fertilización de Caña de Azúcar en

Tucumán

N 100 N 100 S 100 N 100 S 100 K 100

K en Caña de azúcar Los Cochamolles (Tucumán)

85

76.6

92 89.1

0

25

50

75

100

Caña planta Soca 4to año

Rin

de

cañ

a a

zuca

r (t

/ha)

N N N K N K

Dosis de Nutrientes 130 kg/ha N - 72 kg/ha K

Análisis de suelo MO 2.8% - pH 5.7 - Bray P 46 ppm - K 140 ppm

Pérez Zamora et al. - EEA Obispo Colombres - 2000

Potasio en Caña de azúcar

Media de dos experimentos 2002/03

0

20

40

60

80

Testigo K 60 K 80 K 100

65.3

73.6 79.2 82.5

Rin

de

Ca

ña

de

azú

ca

r (t

on

/ha

) Todos los tratamientos con 100 kg/ha N + 30 kg/ha S

F. Pérez Zamora et al. – EEA Obispo Colombres – Tucumán

El potasio promueve la traslocación de los asimilatos

Traslocación de fotosintatos marcados con 14C en caña de azúcar con alto y bajo suministro de K, 90 minutos después del tratamiento (en porcentaje de la absorción total).

Lamina foliar tratada Vaina de la hoja tratada Lígula de hoja tratada Tallo debajo de la lígula

•Mezclas Físicas

•Compuestos

•Complejos

Ventajas de los formulados con POTASIO

• Posibilidad de lograr las relaciones de nutrientes en el grado

que concuerden con las proporciones requeridas para el

cultivo

• Ahorro de costos al unificar aplicaciones

• Optimiza las fuentes disponibles en el mercado

• Balancea los nutrientes al agregar N, S o Mg junto con el K

• Aprovecha las interacciones N x K

Ventajas de los formulados con potasio

Fertilizante kg/ha Nutrientes kg/ha Costo aplicacion

Urea 100 46 N $ 7.0

ClK 25 15 K2O $ 7.0

Urea + ClK (80+20%) 125 46N+15K2O $ 8.0

Posibilidad de lograr las relaciones de nutrientes en el grado


cultivo

Ahorro de costos al unificar aplicaciones

BRASIL : Mezcla de “Urea Cloretada” en Maiz




cultivo


Optimiza las fuentes disponibles en el mercado

Balancea los nutrientes al agregar N, S, o Mg junto con el K

Aprovecha las interacciones N x K


Fertilizante Grado Fórmula pH

(1 g/L a 20oC)

Otros

nutrientes

Cloruro de potasio 0 – 0 – 60 KCl 7.0 46 % Cl

Nitrato de potasio 13 – 0 – 46 KNO3 7.0 13 % N

Sulfato de potasio 0 – 0 – 50 K2SO4 3.7 18 % S

Tiosulfato de potasio 0 – 0 – 25 K2S2O3 17 % S

Monofosfato de potasio 0 – 52 – 34 KH2PO4 5.5 52 % P2O5




cultivo



Balancea los nutrientes al agregar N, S ó Mg junto con el K





cultivo



Balancea los nutrientes al agregar N,S o Mg junto con el K


El potasio mejora el efecto del N

Efecto de un mayor suministro de N a 3 niveles de K en el rinde de cebada

Interacción N x K Se maximiza la Eficiencia de Uso del Nitrógeno además del rendimiento

Se maximiza el rinde al eliminar el factor limitante

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40

Re

nd

imie

nto

Re

lati

vo %

N aplicado

Con K

Sin K

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40

Re

nd

imie

nto

re

lati

vo %

N aplicado

Con K

Sin K

N para el maximo rinde

Interacción N x K en calidad % Azúcar en caña

K -0

K 100

K 200

K 300

K 400

11.0

13.0

15.0

17.0

19.0

N-0 N-100

N- 200 300

400

K a

plic

ado

kg/

ha

% d

e s

acar

osa

en

can

a

N aplicado kg/ha

K -0 K 100 K 200 K 300 K 400

Du Toit, 1959

• No tiene impacto ambiental negativo sobre la calidad del agua potable natural ni hay evidencias de inducir eutrofización en ríos y lagos

• Es un producto natural, como el agua.

• Un hectárea de suelo agrícola tiene 6 t de K, que equivale a 7.2 t de cloruro de potasio. (Nota: 1 ha de suelo en Brasil tiene 0,7 t de K)

• Bajo practicas agrícolas comunes, pequeñas cantidades de iones potasio se desplazan hacia las capas profundas del suelo para alcanzar los acuíferos, lo que no presentan amenaza ecológica alguna.

Consumo de K por unidad de area (kg K2O ha-1)

0 to 5

5 to 10

10 to 20

20 to 30

30 to 50

50 to 80

>80

Que influye? Tipo de suelo; cultivos; manejo


Extracción NPKS

0

300

600

900

1200

1500

1800

N P K S

miles t

on

GirasolSojaTrigoMaíz

En la campaña 2004/05 fueron aplicados 28%, 42%, 2% y 13% del N, P, K y S exportados, respectivamente, en maíz, trigo, soja y girasol

1836

391

902

240

Aplicación NPKS

3317

522

165

0

300

600

900

1200

1500

1800

N P K Sm

iles t

on

Extracción y Aplicación de Nutrientes en Trigo, Maíz, Soja y Girasol

Disminuyendo la brecha

Fosforo Exportado por las Cosechas

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

Trigo Maiz Soja Girasol

Nu

trie

nte

s ap

ort

ado

s/ex

po

rtad

os

Nitrogeno

Fosforo

43 % Prod. Nacional en 2010

-

200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,000

1,200,000

1,400,000

1,600,000

Nitrogenados Fosfatados Potasicos

TON

S /

Añ

o 2

00

7-1

0

P.Nacional

Importacion

50%

1,3 Millones t/a%

82%

96%%

50 Mil t/a%

1,5 Millones t/a%

Huella de Carbono de la producción agrícola

Entradas y Salidas

N P K

Millones de t

Cultivos cosechados

50 10 20

Residuos 25 4 40

Fitomasa total

75 14 60

Fertilizantes (Inorgánicos)

80 14 19

Balance ~+5 ~ igual ~-40

Smil, V. 1999. Agriculture’s largest harvest. Bioscience, vol 49 (4) :299-308

• La agricultura representa el 15 % de la emisión de GEI de las actividades humanas (y la deforestación otro 11%).

• Las emisiones de N2O de suelos fertilizados con nitrógeno representa 2,128 millones de t de CO2 equivalente (~30 % del total).

• La producción de fertilizantes representa ~ 400 millones de t de CO2 equivalente.

Nutriente Cantidad usada 1

Costo 2

Prod. GEI

Costo Total GEI

Millones t Kg CO2-eq/kg nutriente

Millones t CO2-eq

N 97.9 3.14 307

P 38.9 0.70 27

K 27.1 0.75 20

Fuentes: Solutions for cultivated planet, Foley at al., 10/2011; Nature; 1: IFA, 2008; 2: Kongshaug, 1998

• El aumento del nivel de potasio en los cultivos a valores adecuados aumenta el secuestro del CO2 de dos maneras

– (i) Se estimula la actividad fotosintética de tal modo que aumenta la producción de materia seca (DM) de todos los órganos de la planta, incluyendo raíces;

– (ii) Aumento de la relación raíz: parte aérea como consecuencia del mejor transporte de fotosíntatos, y de C , a las raíces.

• El C se libera desde las raíces al suelo al descomponerse y transformarse en materia orgánica

Distribución relativa del total de carbo-hidratos entre raíces y parte aérea %

• El K en el agua potable y/o en los alimentos no presenta peligro alguno para la salud humana siempre que haya una función renal normal.

• Una dieta alta en K no tiene efectos dañinos y se la recomienda para personas que sufren hipertensión.

66 % de KCL – 33 % de NaCl

Potásicos. Demanda = Importación

2006 2007 2008 2009 2010

116,694

45,325

37,978

38,503

44,897

Nitrato 43%

Cloruro 36%

Sulfato 21%

Arroz; 12%

Otros granos; 25%

Tabaco; 16%

Citricos; 17%

Otros frutales; 11%

Hortalizas; 19%

Orígenes: Fuerte presencia de Chile. Además: Canadá, Rusia, Alemania e Israel

POTASICOS • Vale

– Potasio Rio Colorado (2014)

•1200 mil t de Cloruro de K

•US $ 4500 millones de

inversión

Conclusiones

• El K es el mas flexible de los 3 macronutrientes para lograr las 4 C

– Fuente: Distintas para cada necesidad

– Dosis: Fácilmente determinadas por las herramientas de diagnostico

– Momento: Aplicable durante todo el ciclo de la planta o de la rotación

– Colocación: Aplicable de diferentes formas en la fuente apropiada

Los 4 C

Potásicos en Argentina

• Argentina: Consumo muy escaso: Suelos muy ricos de K..en la región pampeana!

• Hoy importación plena, excepto algo de tiosulfato de K para intensivos (~ 3000 t)

• Mañana exportadores de escala mundial

Conclusiones

El potasio en la producción de cultivos

Promueve la fotosíntesis

Acelera el flujo de los fotosintatos

Intensifica el almacenamiento de asimilatos

Favorece la producción de proteínas

Mejora la eficiencia de la fertilización nitrogenada

Mejora la fijación del N simbiótico

Mejora la eficiencia del uso del agua

Conclusiones

• Rol clave en el aumento de productividad para la provisión de mas y mejores alimentos.

• Proveen un nutriente clave para sostener los cultivos en tolerar el estrés calórico, hídrico y de salinidad.

• Mejora significativa la eficiencia de uso del N, y por lo tanto reduce la emisión de GEI (de N).

• Mejora la calidad de los alimentos (vitaminas, duracion en góndola, reducción del Na)… la dieta de los antiguos pueblos tenia una ingesta mucho mas alta de K y mas bajas de Na, y ahora se ha invertido! El KCl se usa como sal en pacientes que sufren alta presión sanguínea.

Rol de los fertilizantes potásicos

Conclusiones

International Potash Institute

Muchas gracias por su atención

el rol del potasio en la producción agricola -...

Documents